【発明の詳細な説明】
シロキサン含有架橋体
本発明は、多くの不飽和炭素−炭素結合が残っており、場合により、少なくと
もビニル性モノマーがグラフトした、高度に不飽和性のポリマー(a)と末端又
はペンダントのヒドロシラン基を有するポリシロキサン(b)の重合生成物から
なる架橋ポリマー;架橋ポリマーの製造方法;このような架橋ポリマーから、完
全に又は本質的になる、成形体、特に、コンタクトレンズ、生医学的物品又は人
工角膜;さらには、成形体表面のコーティングのための架橋ポリマーの使用に関
する。
ポリシロキサン−(メタ)アクリラート共重合体(これは、例えば、光重合に
よって架橋される)は、しばしば、相分離を起こす。特に、このような材料は、
その相対的に高いエステル基含有量のために、緩衝化された生理食塩溶液中でオ
ートクレーブにかけるには、しばしば、安定性が充分ではない。さらに、このよ
うな材料〔例えば、組織片(インプラント)中〕は、生理学的条件下では、充分
な持続安定性を示さず、特に、酵素によって容易に分解される。
これらの問題を解決する本発明の目的は、優れた機械的及び光学的性質を示す
が、容易に開裂しうる結合を有さない酸素透過性材料を提供することである。す
でに述べた性質の他に、このような材料は、良好な貯蔵安定性、良好な生物学的
適合性及び良好な緩衝化生理食塩溶液中でのオートクレーブ処理可能性を示さな
ければならない。
この問題は、不飽和ポリマー(a)をポリシロキサン(b)によって架橋する
ことによって、また、第2の任意の工程において、必要に応じて、ビニルモノマ
ーとグラフト共重合することによって解決された。
本発明の対象は、したがって、不飽和ポリマー(a)とヒドロシラン基
を有するポリシロキサン(b)の反応によって得ることができる架橋生成物であ
る。
本発明は、さらに、架橋生成物と親水性又は疎水性ビニルモノマーとの反応に
よって得ることができるグラフト共重合体に関するが、ここで、この架橋生成物
は、不飽和ポリマー(a)とヒドロシラン基を含むポリシロキサン(b)との反
応によって得ることができる。
不飽和ポリマー(a)は、本発明の範囲においては、特に、式(I)及び(II
):
式中、R1は、水素、アルキル又はトリアルキル−シリルを表し;
R2は、非置換又は、アルコキシ、アルコキシカルボニル、ヒドロキシ、ヒ
ドロキシカルボニル、ハロゲンもしくはアリールによって置換されたアルキルを
表すか、あるいは、非置換又は、アルコキシ、アルコキシカルボニル、ヒドロキ
シカルボニル、ハロゲンもしくはアリールによって置換されたアルケニルを表す
か、あるいは、非置換又は、アルコキシ、アルコキシカルボニル、ヒドロキシカ
ルボニル、ハロゲンもしくはアリールによって置換されたアルキニルを表し;R3
及びR4は、互いに独立して、水素又はアルキルを表すか、あるいは、R2及び
R3は、一緒になって、−(CH2)q−(ここで、qは3〜5の整数を意味する)
を表すか、あるいはR2及びR3は、一緒になって、式(III):
(式中、r及びsは、互いに独立して、1〜3の整数を意味する)
で示される2価の残基を表し;R3及びR4は、一緒になって、−(CH2)p−(
ここで、pは3〜5の整数を意味する)を表し;
n及びmは、互いに独立して、10〜100,000の整数を表し;そして
、n及びmの和も、同じく、10〜100,000の整数を表す、
で示される単位から選ばれる、繰返し単位を含む化合物である。
式(I)及び/又は(II)の繰返し単位を有する不飽和ポリマー(a)は、典
型的には、末端が基R1、R2、R3又はR4である。
式(I)及び/又は(II)の単位中の基R1、R2、R3及びR4は、好ましくは
、全セグメントの少なくとも20%が、少なくとも1つずつの不飽和炭素−炭素
結合を有するように選択される。
R1は、好ましくは、水素又は8個以下の炭素原子を有する低級アルキル、さ
らに好ましくは、水素又は4個以下の炭素原子を有する低級アルキル、一層好ま
しくは、水素又は2個以下の炭素原子を有する低級アルキル、そして、特に、水
素又はメチルを意味する。さらに好ましいR1の意味は、トリ低級アルキルシリ
ル、特に、トリメチルシリル(特に、R1が式(II)の単位に結合している場合
には)である。
R2は、好ましくは、非置換又は、低級アルキル、低級アルコキシカルボニル
、ヒドロキシカルボニル、ハロゲンもしくはフェニルによって置換された、8個
以下の炭素原子を有する低級アルケニル;より好ましくは、
非置換又は、低級アルコキシ、低級アルコキシカルボニル、ヒドロキシカルボニ
ル、ハロゲンもしくはフェニルによって置換された、4個以下の炭素原子を有す
る低級アルケニル;特に、非置換又は、ハロゲンもしくはフェニルによって置換
された、4個以下の炭素原子を有する低級アルケニルを表す。
R2は、好ましくは、非置換又は、低級アルコキシ、ヒドロキシ、ハロゲンも
しくはフェニルによって置換された、8個以下の炭素原子を有する低級アルキル
;さらに好ましくは、非置換又は、低級アルコキシ、ハロゲンもしくはフェニル
によって置換された、4個以下の炭素原子を有する低級アルキル;そして、特に
、非置換又は、ハロゲンもしくはフェニルによって置換された、4個以下の炭素
原子を有する低級アルキルを表す。
R3は、好ましくは、水素又は8個以下の炭素原子を有する低級アルアキル、
より好ましくは、水素又は4個以下の炭素原子を有する低級アルキル、一層好ま
しくは、水素又は2個以下の炭素原子を有する低級アルキル、そして、特に、水
素又はメチルを表す。
R4は、R3とは独立して、同一の意義及び好ましい態様の意義を有する。
R2及びR3は、好ましい意味において、一緒になって、−(CH2)q−を表すが
、ここでqは3〜4の整数を意味し、R2及びR3は、特に好ましくはトリメチレ
ンを表す。
R2及びR3は、同様に好ましくは、一緒になって、式(III):
(式中、rは1〜3の整数を表し、sは2を表す)
で示される2価の基を表す。
R3及びR4は、好ましい意味において、一緒になって、−(CH2)p−を表すが
、ここでpは3〜4の整数を表す。R3及びR4は、特にトリメチレンを表す。
n及びmの好ましい意味は、互いに独立して、10〜100,000の整数、
より好ましくは20〜10,000、そして特には25〜1,000の整数であ
る。これらの指数m及びnの合計は、同様に、好ましくは、10〜100,00
0、より好ましくは20〜10,000、そして特に好ましくは25〜1,00
0の整数を表す。
好ましい不飽和ポリマー(a)は、式(I)及び(II)の単位から選ばれる繰
返し単位を含む化合物であるが、ここでR1、R3及びR4は、水素を表し、そし
て、R2は、低級アルケニル又は、ハロゲンで置換された低級アルケニルを意味
する。
好ましい不飽和ポリマー(a)は、式(I)及び(II)から選ばれる繰返し単
位を含む化合物であるが、ここでR1、R3及びR4は、水素を表し、R2は、4個
以下の炭素原子を有する低級アルケニルを表す。
好ましい不飽和ポリマー(a)は、式(I)の繰返し単位を含む化合物である
が、ここでR1、R3及びR4は、水素を表し、R2は、4個以下の炭素原子を有す
る低級アルケニルを表す。
好ましい不飽和ポリマー(a)は、式(II)の繰返し単位を有する化合物であ
るが、ここでR1は、トリ低級アルキルシリルを表し、R2は、低級アルキルを表
す。
好ましい不飽和ポリマー(a)は、式(I)及び(II)の繰返し単位を交互に
含む化合物であるが、ここでR1、R3及びR4は、水素を表し、
R2は、4個以下の炭素原子を有する低級アルキルもしくは低級アルケニルを表
す。
不飽和ポリマー(a)は、例えば、ハロゲン又は低級アルキル等によって置換
された脂肪族共役ジエン又は脂環族共役ジエンのポリマー;非置換又は、低級ア
ルキルもしくはトリメチルシリルによって置換された、アルキンもしくはジアル
キンのポリマー;共役ジエンと親水性もしくは疎水性ビニルモノマーとの共重合
体;さらには、上記の化合物の部分水素化誘導体である。
好ましい共役ジエンのポリマーの例は、cis −、trans −、iso −又はシンジ
オタクティックのポリ−1,2−ブタジエン、ポリ−1,4−ブタジエン又はポ
リイソプレン;ポリペンテナマー;ポリクロロプレン;ポリピペリレンであり、
共重合体の例は、ブタジエン又はイソプレンとアクリルニトリル、スチレン、ア
クリル酸又はヒドロキシエチルメタクリラートのような親水性又は疎水性ビニル
モノマーとの共重合体であり、ポリアルキンの例は、ポリ−1−トリメチルシリ
ルプロピンである。
より好ましい不飽和ポリマー(a)は、シンジオタクティックのポリ−1,2
−ブタジエン、ポリ−1,4−ブタンジエン及びポリイソプレンから選ばれる。
より好ましい不飽和ポリマー(a)は、ポリ−1−トリメチルシリループロピ
ンである。
ヒドロシラン基を含むポリシロキサン(b)の中で、本発明の範囲内において
好ましいものは、次式(IV)で示されるポリシロキサンである。
式中、指数xは1〜1,000、好ましくは1〜500、特に1〜200な
いし1〜100、そして格別に好ましくは2〜85である。
基R5、R6及びR7は、互いに独立して、水素、アルキル、アルコキシ、フェ
ニル又はフッ素含有低級アルキルを表すが、ただし、式(IV)の化合物において
、基R5、R6及びR7の少なくとも二つは、水素を意味する。
好ましくは、式(IV)の化合物において、基R5、R6及びR7のせいぜい約2
0%が水素である。
基R5、R6及びR7に関しては、次の条件を満足しなければならない。すなわ
ち、それらのうちの少なくとも二つ、しかし好ましくは、すべての基R5、R6及
びR7の約20%未満が水素を意味する、という条件である。特に好ましい条件
は、すべての基R5、R6及びR7の約15%未満が、水素を意味するということ
である。格別好ましい条件は、基R5、R6及びR7の正確に二つが水素を意味す
る、ということである。好ましくは、両方の基R7が水素である。
二つのケイ素−水素結合が末端に配置された、これらの意義の好ましい組合せ
は次のとおりである:基R5及びR6は、好ましくはアルキル、フッ素含有低級ア
ルキル又はフェニル、特にメチル又はエチルのような低級アルキル、あるいはフ
ェニルを意味する。特に基R5及びR6として好ましいものは、8個以下の炭素原
子を有する低級アルキル基であり、例えばメチルが挙げられる。基R7は、水素
を表す。基R5、R6及びR7
が、これらの意義を有する式(IV)の化合物は、α,ω−2水素ポリシロキサン
である。
ケイ素−水素結合が、必ずしも末端に配置されていないこれらの意義のもう一
つの好ましい組合せは、次のとおりである:基R5、R6及びR7は、水素、フッ
素含有低級アルキル、アルキル又はフェニル、特に水素、メチルもしくはエチル
のような低級アルキル又はフェニルであるが、ただし、基R5、R6及びR7のう
ちの少なくとも二つ、好ましくは基R5、R6及びR7の最大20%が、水素を意
味する。
不飽和ポリマー(a)及び上記のヒドロシラン基を含むポリシロキサン(b)
を、溶媒の存在下又は不存在下で、有利には、触媒の存在下で反応させるが、こ
れを、以下、架橋と呼ぶ。
有利には、かなりな程度不活性、すなわち、反応に関与しない溶媒を使用する
。適切な溶媒の例は、テトラヒドロフラン(THF)、ジメトキシエタン、ジエ
チレングリコールジメチルエーテルもしくはジオキサンのようなエーテル;クロ
ロホルムもしくはクロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素、トルエン、ヘキ
サンもしくはメチルシクロヘキサンのような炭化水素又はこれらの溶媒の混合物
である。加える溶媒の量は、好ましくは、溶液の濃度が1〜60%(重量/容量
%)、好ましくは20〜60%、さらに好ましくは5〜50%になる範囲であり
、この場合、その添加重量は、添加される反応剤の量に関係する。
不飽和ポリマー(a)とポリシロキサン(b)間の架橋反応(すなわち、重付
加反応)、すなわち、ヒドロシリル化反応の触媒としては、特に、白金錯体及び
ロジウム錯体又は、これらの金属の塩(例えば、H2PtCl6、PtCl4又は
白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン);さらには、例えば、ジベンゾイル
ペルオキシドのようなペルオキ
シド;あるいは、適切な波長を有するUV−光などのエネルギー線が適している
。液体触媒の場合の触媒添加量は、0.0001〜1容量%、有利には、0.0
01〜0.1容量%の範囲にある。固体触媒の場合には、上記の数値範囲が重量
%である。
反応剤、すなわち、不飽和ポリマー(a)及びポリシロキサン(b)は、典型
的には、それらから得られる架橋生成物が、好ましくは30〜80重量%、特に
好ましくは40〜70重量%のポリシロキサン含量を示すような重量割合で添加
される。
架橋反応の温度は、例えば、−30〜150℃にすることができる。10〜1
00℃の範囲が好ましい温度範囲である。さらに好ましい温度範囲は、室温(R
T)である。反応時間は、約5分〜48時間の範囲にあり、好ましくは、約0.
5〜12時間の範囲にある。必要に応じ、保護ガスとしてのアルゴン又は窒素の
雰囲気下で反応を行う。
反応終点の決定は、Si−H振動の赤外(IR)吸収測定によって行うのが目
的にかなっている。IR−スペクトルにおいて、Si−Hのバンドが消失すると
、架橋反応(重付加反応)は、終点に近づいている。
ヒドロシラン基を含むポリシロキサン(b)と不飽和ポリマー(a)との反応
によって得られる架橋生成物にグラフトされるビニルモノマーは、親水性であっ
ても疎水性であってもよい。この反応をグラフト共重合と呼ぶ。
グラフト共重合は、通常、ラジカル形成剤(すなわち、ラジカル開始剤)の添
加によって誘起される。このようなラジカル形成剤の例としては、アゾビスイソ
ブチロニトリル(AIBN)、カリウムペルオキソジスルファート、ジベンゾイ
ルペルオキシド、過酸化水素又はナトリウムペルカルボナートが挙げられる。例
えば、上記の成分を加熱すると、分解が起
こってラジカルが生じ、これが、通常、グラフト共重合反応を起こす。添加され
るラジカル形成剤の量は、ポリマーの全量に基づいて、通常、約0.001〜5
重量%の範囲、好ましくは、約0.01〜2重量%の範囲、特に好ましくは、約
0.05〜1重量%の範囲にある。
グラフト共重合反応は、特に、適当な光開始剤(例えば、ダロキューア(Daroc
ure)(登録商標)2959、ダロキューア(Darocure)(登録商標)1171又はイル
ガキューア(Irgacure)(登録商標)184)を添加することにより、例えば、適当
な波長のUV−光のような高エネルギーを用いても誘起することができる。添加
される光開始剤の量は、ポリマーの全量に基づいて、通常、約0.001〜10
重量%の範囲、好ましくは約0.01〜5重量%の範囲、特に好ましくは約0.
05〜2重量%の範囲にある。
グラフト共重合反応は、溶媒の存在下もしくは不存在下で行うことができる。
溶媒としては、使用されるモノマーを溶解する基本的にすべての溶媒が適してい
るが、例えば、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、N−メチルピロリドン
(NMP)もしくはジメチルアセタミドのような非プロトン性極性溶媒;例えば
、メチルエチルケトンもしくはシクロヘキサノンのようなケトン;例えば、TH
F、ジメトキシエタンもしくはジオキサンのようなエーテル;例えば、トルエン
もしくはシクロヘキサンのような炭化水素、さらには適切な溶媒の混合物、例え
ば、THFとメチルエチルケトンの混合物又はNMPとシクロヘキサノンの混合
物を挙げることができる。グラフト化のためのビニル性モノマーを含む溶液は、
通常、10〜70%の範囲、好ましくは20〜60%(重量/容量)に設定され
るが、その重量は、添加されるモノマーの量に関係する。溶媒が存在しない場合
には、例えば、ビニル性モノマーが、理想的には、グラフト共重合
反応にも使用される溶媒として機能することができる。
それに、ビニル性モノマーをグラフト化すべき架橋生成物は、例えば、ビニル
性モノマーを含む溶液中で、例えば、2〜15分間膨潤せしめられ、溶液を除き
、そして次に、以下に述べる方法にしたがって、熱的に又は高エネルギー線を用
いてグラフト共重合させる。
グラフト共重合反応は、種々の温度で行われるが、好ましくは0〜150℃の
温度範囲、さらに好ましくは20〜100℃の範囲で行われる。反応時間は、通
常、約5分〜約12時間の範囲、好ましくは0.5〜4時間の範囲である。必要
に応じ、保護ガスとしてのアルゴン又は窒素の雰囲気下で反応を行う。
グラフト共重合反応が、高エネルギー線の作用のもとに行われる場合には、通
常、適当な波長のUV−光を用いて、通常、室温下で、通常、約2〜10分間(
例えば、2,000ワットUV高圧ランプを用いて)光照射が行われる。必要な
場合には、保護ガスとしてのアルゴン又は窒素の雰囲気下で反応が行われる。
ビニル性モノマーがグラフトされる量は、典型的には、一方で架橋生成物の性
質に関係し、他方でビニル性モノマーに関係する。架橋生成物が、一般的により
多くの不飽和炭素−炭素結合を有している場合には、通常、より多くのビニル性
モノマーがグラフトされる。さらなるファクターは、例えば、基材側、あるいは
また、ビニル性モノマー側の立体障害であり、これらに基づいて、どれほど多く
のモノマーがグラフトされるかが決定される。
架橋生成物(一次ポリマー)にグラフトされるビニル性モノマーは、二次ポリ
マーを与えるが、これは、部分的に、あるいは、完全に架橋生成物に浸透するか
、あるいは、グラフト化された層を形成する。グラフトポリ
マーの層の厚さ(それは、通常、グラフト共重合反応の時間によって調節される
)は、一般に1〜200μm の範囲、1〜150μm の範囲、特に好ましくは1
〜100μm の範囲にある。
一次ポリマーの二次ポリマーに対する量的な割合は、広い範囲で変えることが
できるが、好ましくは10:90〜90:10重量%の範囲にある。
親水性ビニル性モノマーが、グラフトされた二次ポリマーの場合には、親水性
ビニル性モノマーの量は、好ましくは最終生成物、すなわち、グラフト共重合体
の水分含量に従うが、その量は、例えば、好ましくは50重量%以下、特に好ま
しくは15〜35重量%である。
疎水性ビニル性モノマーとは、水不溶性で10重量%未満の水分しか吸収でき
ないポリマーを、ホモポリマーとして与えるモノマーを意味する。
同様に、親水性ビニル性モノマーとは、典型的には、水溶性で、少なくとも1
0重量%以上の水分を吸収できるポリマーを、ホモポリマーとして与えるモノマ
ーを意味する。
適切な疎水性ビニル性モノマーは、必ずしもこれらに限定されるものではない
が、C1−C18−アルキル−及びC3−C18−シクロアルキルアクリラート及び−
メタクリラート、C3−C18−アルキルアクリルアミド及び−メタクリルアミド
、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ビニル−C1−C18−アルカノエー
ト、C2−C18−アルケン、C2−C18−ハロアルケン、スチレン、低級アルキル
スチレン、低級アルキルビニルエーテル、C2−C10ペルフルオロアルキル−ア
クリラート及び−メタクリラート又は対応する部分的にフッ素化されたアクリラ
ート及びメタクリラート、C3−C12−ペルフルオロアルキル−エチル−チオカ
ルボニル
アミノエチル−アクリラート及び−メタクリラート、アクリルオキシ−及びメタ
クリルオキシ−アルキルシロキサン、N−ビニルカルバゾール、マレイン酸、フ
マル酸、イタコン酸、メサコン酸などのC1−C12−アルキルエステルを含む。
好ましい例として、例えば、アクリロニトリル、3〜5個の炭素原子を有する、
ビニル性不飽和カルボン酸のC1−C4−アルキルエステル又は5以下の炭素原子
を有する、カルボン酸のビニルエステルが挙げられる。
適切な疎水性ビニル性モノマーの例には、メチルアクリラート、エチルアクリ
ラート、プロピルアクリラート、イソプロピルアクリラート、シクロヘキシルア
クリラート、2−エチルヘキシルアクリラート、メチルメタクリラート、エチル
メタクリラート、プロピルメタクリラート、ブチルアクリラート、ビニルアセテ
ート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルバレレート、スチレン
、クロロプレン、イソプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル
、1−ブテン、ブタジエン、メタクリロニトリル、ビニルトルエン、ビニルエチ
ルエーテル、ペルフルオロヘキシルエチルチオカルボニルアミノエチルメタクリ
ラート、イソボルニルメタクリラート、トリフルオロエチルメタクリラート、ヘ
キサフルオロイソプロピルメタクリラート、ヘキサフルオロブチルメタクリラー
ト、トリス−トリメチルシリルオキシ−シリルプロピル−メタクリラート、3−
メタクリルオキシプロピルペンタメチルジシロキサン及びビス(メタクルオキシ
プロピル)−テトラメチルジシロキサンなどが含まれる。
好ましい疎水性ビニル性モノマーの例は、トリス−トリメチルシリルオキシシ
リルプロピルメタクリラート、メチルメタクリラート、トリフルオロエチルメタ
クリラート及びヘキサフルオロイソプロピルメタクリラートである。
適切な親水性ビニル性モノマーとしては、これらに必ずしも限定されるわけで
はないが、ヒドロキシによって置換された低級アルキルアクリラート及び−メタ
クリラート、アクリルアミド、メタクリルアミド、低級アルキルアクリルアミド
及び−メタクリルアミド、エトキシル化されたアクリラート及びメタクリラート
、ヒドロキシによって置換された低級アルキルアクリルアミド及びメタクリルア
ミド、ヒドロキシによって置換された低級アルキルビニルエーテル、ナトリウム
ビニルスルホナート、ナトリウムスチレンスルホナート、2−アクリルアミド−
2−メチルプロパンスルホン酸、N−ビニルピロール、N−ビニル−2−ピロリ
ドン、2−及び4−ビニルピリジン、合計で3〜5個の炭素原子を有するビニル
性不飽和カルボン酸、アミノ低級アルキルー(ここで「アミノ」の意味は、第4
級アンモニウムをも含む)、モノ低級アルキルアミノ−低級アルキル−及びジ低
級アルキルアミノ−低級アルキルアクリラート及び−メタクリラート、アリルア
ルコールなどが含まれる。好ましい例としては、N−ビニル−2−ピロリドン、
アクリルアミド、メタクリルアミド、ヒドロキシによって置換された低級アルキ
ル(メタ)アクリラート、ヒドロキシによって置換された低級アルキルアクリル
アミド及び−メタクリルアミド及び合計で3〜5個の炭素原子を有するビニル性
不飽和カルボン酸が挙げられる。
適切な親水性ビニル性モノマーの例としては、ヒドロキシエチルメタクリラー
ト、ヒドロキシエチルアクリラート、ヒドロキシプロピルアクリラート、アンモ
ニウムメチルメタクリラート−塩酸塩、アクリルアミド、メタクリルアミド、N
,N−ジメチルアクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、アリル
アルコール、ビニルピリジン、グリセリンメタクリラート、N−(1,1−ジメ
チル−3−オキソブチル)アクリルアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、(メ
タ)アクリル酸、メタクリル酸
等が挙げられる。
好ましい親水性ビニル性モノマーは、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−
ビニル−2−ピロリドン、グリセリンメタクリラート、(メタ)アクリル酸及び
N−(メタ)アクリロイルモルホリンである。
架橋ポリマーというのは、上述したところにおいても、以下に述べるところに
おいても、そうでないと明文をもってことわらない限り、架橋生成物及びグラフ
ト共重合体を意味する。
好ましい意味においては、架橋ポリマーは、グラフト共重合体を意味する。
アルキルは、20個までの炭素原子数を有するものであり、直鎖状であっても
分岐状であってもよい。アルキルは、8個以下の炭素原子を有する低級アルキル
が好ましく、より好ましくは4個以下の炭素原子を有するものであり、さらに好
ましくは2個以下の炭素原子を有するものである。適切な例としては、ドデシル
、オクチル、ヘキシル、ペンチル、ブチル、プロピル、エチル、メチル、2−プ
ロピル、2−ブチル又は3−ペンチルが挙げられる。
アリールは、非置換又は、好ましくは低級アルキルもしくは低級アルコキシに
よって置換されていてもよい、20個以下の炭素原子を有する炭素環式芳香族化
合物を意味する。例えば、フェニル、トルイル、キシリル、メトキシフェニル、
t−ブトキシフェニル、ナフチル又はフェナントリルが挙げられる。
「低級」なる意義は、基及び化合物に関連して、本発明の枠内においては、そ
うではないと定義されていない限り、特に8個以下の炭素原子、好ましくは6個
以下の炭素原子、特に好ましくは4個以下の炭素原子を有する基又は化合物を意
味する。
フッ素含有低級アルキルは、部分的に又は完全にフッ素によって置換された、
8個以下の炭素原子を有する直鎖又は分岐低級アルキル基を意味する。例として
は、トリフルオロメチル、ジフルオロメチル、ヘキサフルオロプロピル又は1,
1,1−トリフルオロプロピルが挙げられる。
アルケニルは、2〜20個の炭素原子を有し、直鎖状であっても分岐状であっ
てもよい。アルケニルは、特に、2〜8個の炭素原子、好ましくは2〜6個の炭
素原子、特に好ましくは、2〜4個の炭素原子を有する低級アルケニルを意味す
る。アルケニルの例としては、ビニル、アリル、1−プロペン−2−イル、1−
ブテン−2−もしくは−3−もしくは−4−イル、2−ブテン−3−イル、又は
ペンテニル、ヘキセニルもしくはオクテニルの異性体が挙げられる。
アルキニルは2〜20個の炭素原子を有し、直鎖状であっても分岐状であって
もよい。アルキニルは、特に、2〜8個の炭素原子、好ましくは2〜6個の炭素
原子、特に好ましくは2〜4個の炭素原子を有する低級アルキニルを意味する。
アルキニルの例としては、エチニル、プロパルギル、1−ブチン−1−、3−も
しくは−4−イル、又はペンチニル、ヘキシニルもしくはオクチニルの異性体が
挙げられる。
ハロゲンは、特に、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素を意味するが、好ましくは
フッ素、塩素及び臭素であり、特に好ましくはフッ素及び塩素である。
アルコキシは、20個以下の炭素原子を有し、好ましくは、低級アルコキシを
意味する。低級アルコキシは、8個以下の炭素原子を有し、好ましくは6個以下
の炭素原子を有し、例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、
tert−ブトキシ又はヘキシルオキシが挙げられる。
トリアルキルシリルは、互いに独立して3個のアルキルリガンドを有す
るシリルを意味する。トリアルキルシリルは、好ましくは、トリ低級アルキルシ
リルである。トリ低級アルキルシリルの例としては、t−ブチル−ジメチルシリ
ル、ヘキシル−ジメチルシリル又はトリメチルシリルが挙げられる。
本発明はさらに、本発明の架橋ポリマーの製造方法に関する。不飽和ポリマー
(a)、例えばポリブタジエンを、例えばポリシロキサンジヒドリドと、例えば
1:1もしくは2:1の割合で混合する(この場合に、通常、適当な溶媒を使用
する)。次に得られた混合物を、好ましくは脱気し、通常、適当な触媒を加え、
好ましくは保護ガスの存在下、例えば型、例えばコンタクトレンズ用型に充填す
る。型を閉じ、典型的には、0.5〜12時間、20〜100℃で加熱し、適切
には、IR−スペクトル測定によって決定することができる、すべてのH−Si
基の反応完了まで加熱する。最後に、架橋された成形体を取り出す。
この架橋生成物(先に述べたように第一次の生成物)を含む成形体は、典型的
には、第2工程において、グラフト共重合させることができる。例えば、次のよ
うに行う。成形体をビニル性モノマー及び、場合によりグラフト共重合触媒を含
む溶液中に導入し、例えば、10分間膨潤させる。このように膨潤した成形体を
、通常、溶液から取り出し、最後に典型的には、保護ガスの存在下に加熱するが
、この方法に代わり、あるいは、この方法に加えて、例えば適当な波長を有する
UV−光で照射する。
別法として、この二つの反応段階を逆の順序で行うことができる。すなわち、
例えば、次のように行う。ビニル性モノマーを、まず不飽和ポリマー(a)に、
典型的には、上述したグラフト共重合反応条件下でグラフトさせ、次に、第2段
階で、ヒドロシラン基を含むポリシロキサン(b)によって架橋するが、この反
応は、通常、ヒドロシリル化反応の上述した
架橋条件下に行う。
本発明のポリマーは、それ自体公知の方法で、成形体、特にコンタクトレンズ
に加工されるが、例えば、適当なコンタクトレンズの型中でポリマーの架橋を行
う。したがって、本発明の対象は、実質的に又は完全に、本発明の架橋生成物、
特に、グラフトポリマーからなる成形体、特に、コンタクトレンズに関する。本
発明のコンタクトレンズ以外のさらなる成形体の例としては、生医学的物品又は
特殊な眼科用成形体(例えば、人工角膜、眼球内レンズ、眼帯)、外科学におい
て用いられる、心臓弁(心弁膜)、人工動脈などのような成形体、さらには、被
膜、フィルム又はメンブレン(薄膜)(例えば、情報記憶のための拡散制御、光
形成性ホイル)、又は、ホトレジスト材(例えば、エッチングレジスト又は絹紗
スクリーンレジスト)、さらには、粒状体(特に、微粒子)、カプセル(特に、
ミクロカプセル)、ドラッグ・デリバリー・システム用のフィルム及びプラスタ
ーが挙げられる。
コンタクトレンズ、特に、本発明の架橋ポリマーを含むものは、種々の、非常
に優れた性質を示す。これらの性質の中でも、例えば、そのヒトの角膜との優れ
た適合性(場合により、適当な表面処理(例えば、プラズマによる親水性化)に
よる)及び涙液との優れた適合性を挙げなければならないが、これは、均衡のと
れた水分含量、酸素透過性、並びに、機械的性質及び吸着特性に基づいている。
涙液中にある種々の塩、栄養分、水分及び種々の他の成分、並びに、ガス(C
O2、O2)に対する好ましい透過性のために、本発明のコンタクトレンズは、角
膜中の自然な代謝プロセスをほとんど損なうことはないか、全く損なうことはな
い。従来の多くのシロキサン含有コンタクトレンズとは異なって、本発明の架橋
ポリマーを、実質的な構成材料として含むレン
ズは、高い形体維持性(耐形崩れ性)及び優れた貯蔵安定性を示す。
本発明のさらなる対象は、成形体、特に、実質的に又は全部が、本発明の架橋
生成物又は本発明のグラフトポリマーからなる、コンタクトレンズに関する。
さらなる対象は、水分含量が、特に、15〜30重量%の範囲にある、実質的
に又は全部が、本発明のグラフト共重合体からなる、コンタクトレンズに関する
。
15〜30重量%の範囲にある優れた水分含量を有する、本発明のコンタクト
レンズは、また、高い水透過性及び、さらには眼の上での有利な可動性を示す。
本発明のさらなる対象は、わずかな水分を含む、可撓性のガス過透性(RGP
)コンタクトレンズが重要となる、実質的に本発明の架橋ポリマーからなるコン
タクトレンズに関する。
上述したすべての利点は、当然コンタクトレンズばかりでなく、他の本発明の
成形体にもあてはまる。
本発明のさらなる対象は、例えば、ガラス、セラミック又は金属のような基材
、好ましくは、ポリマー基材の被覆のための本発明の架橋ポリマーの使用に関す
る。これらの例としては、例えば、コンタクトレンズ、眼球内レンズ又は眼帯の
ような眼科的に使用される生成物、外科学的又は薬学的システムにおいて、医学
的に使用できる生成物の被覆のための用途であるが、この場合、最後に述べた場
合(眼科学的用途)には、親水性のコーティングが好ましい。
本発明の架橋ポリマーはまた、角膜インプラント又は人工角膜として用いるの
に適しており、さらには細胞成長基材として、生体内及び生体外における動物細
胞の固定及び培養のための材料として、例えば、挿入可能な
半透過性の角膜材料のような医療用のインプラントとして、美容整形外科用の組
織インプラントとして、すい臓−島細胞のようなホルモンを分泌する細胞を含む
インプラントとして、胸部インプラントとして又は人工関節として及び類似のも
のとして適している。
本発明の対象は、したがって、前述した架橋ポリマーから得られる角膜インプ
ラントに関する。上述の角膜インプラントは、先にコンタクトレンズの調製につ
いて述べたと同様の方法によって、調製することができる。角膜インプラントは
、従来の外科的方法によって、例えば角膜の上皮組織の下、あるいは中、あるい
は上皮組織を横切って、あるいはまた、角膜の間質(ストロマ)又は角膜の他の
組織層中に移植することができる。このようなインプラントは、例えば、視覚の
欠乏を矯正したり、あるいは瞳孔の色のような眼の外見を代える、という意味に
おいて、角膜の光学的特性を変化させることができる。角膜インプラントは、移
植によって瞳孔を覆い、視力を調整する光軸上の領域をカバーし、さらには、光
軸の周辺を取り囲む領域をもカバーする。このインプラントは、全領域にわたっ
て、同様の視覚的特性を有することができる。
組織液の高分子量の成分、例えば、成長因子、ペプチド、ホルモン又はタンパ
ク(これらは、必須の金属イオンの角膜インプラントを通っての、特に上皮細胞
と間質細胞、そしてまた、さらには、内皮細胞の裏側への移送に重要な役割をも
っている)のような、タンパク又は糖タンパクの透過が角膜インプラントの外部
及び内部における組織の生存、並びに組織の生存能力に重要である、ということ
がわかった。角膜インプラントは、したがって、好ましくは、100,000ダ
ルトン以上の分子量を有する組織の流体成分が通過するのに、充分な透過性をも
って調製されるが、この場合、組織液の成分の通過が保証されると共に、インプ
ラントの両側にある
細胞間の、例えばグルコース、脂肪又はアミノ酸あるいは空気のような低分子量
の栄養成分の通過をも保証する。
この角膜インプラントの透過性は、それが製造されるポリマー材料によっても
与えられるが、一方で、細孔は、さらに本発明の架橋ポリマー中に形成される。
すなわち、多くの公知の方法によって形成される。それらは、例えば、WO90
/07575、WO91/07687、米国特許第5,244,799号、同5
,238,613号、同4,799,931号又は同5,213,721号明細
書に記載されている。
本発明のインプラントの必要な透過性が、いかなる方法で得られるにしろ、こ
のインプラントは、10,000まであるいは10,000ダルトンを超える、
例えば10,000〜1,000,000ダルトンの分子量を有するタンパクや
他の生物学的巨大分子を通過させるに充分な透過性を有することが好ましいが、
しかしながら、その透過性は、すべての細胞が通過することができて、インプラ
ントの光軸上の領域に侵入することができるほど、大きなものであってはならな
い。細孔によってインプラントの透過性が達成される場合には、光学軸上の領域
には多くの細孔が含まれるが、その数には特に制限はないが、しかし、インプラ
ントの外部及び内部の領域間で、組織成分の自由な通過が可能でなければならな
い。光学軸の領域に存在する細孔は、好ましくは、視覚矯正について問題となる
程度の可視光の散乱を生じてはならない。細孔という意味は、前述したとおり、
あるいは後述するように、物理的な縮みがなく、規則的な、あるいはまた、不規
則的なモルホロジー(形態)を示す細孔を言う。細孔の大きさとは、すべての細
孔が同じ直径を示すことを言うのではなく、むしろ平均の直径のことを言う。
光学軸の外側にある領域においては、角膜インプラントは、光学軸状の
領域におけると同じ透過性を有することができる。インプラントのこれらの周辺
の領域(すなわち、光学軸の領域を取り囲んでいる)は、また、シューゼ(スカ
ート)とも呼ばれ、光学軸の領域とは異なって、角膜細胞の成長を促し、それに
より、眼においてインプラントのアンカリングが起こる。
このスカート部の透過性は、それからこのスカート部が作られる材料の独自の
特性でもある。このスカート部が、光軸上の材料と同じ材料からできている場合
には、一方で、スカート部において、他方、光学軸上において異なった直径の細
孔を形成することができる。一方、このスカート部は、光学軸上の材料とは異な
った他の材料から調製してもよいが、その場合、先にも述べたように、このスカ
ート部の透過率は、光軸上のそれよりも大きくするべきである。このスカート部
は、好ましくは、光軸上のものと同じように光学的に透明なポリマーからできて
いるが、しかしこのスカート部は、光学的に不透明な材料からできていてもよく
、あるいは、光学的に透明でない加工性の材料からできていてもよい。
本発明の架橋ポリマーは、例えば、筋肉の内皮細胞、フィブロプラスト又は骨
中に形成される細胞の定着を促進することができるが、この場合、細胞接着及び
細胞成長を刺激するために、特定の表面性状が存在することは必須ではない。処
理コストが小さくできれば、それは有利である。一方、本発明の架橋ポリマーは
、公知の事実によって、その表面を改質することができる。公知の事実とは、例
えば、電磁グロー放電による表面のプラズマ処理であるが、例えば、この処理法
は、US4,919,659又はWO89/00220に記載されているが、あ
るいはまた、照射あるいは化学処理によって行われる。
本発明の架橋ポリマーは、例えば、組織の成長を促すために、1又はそ
れ以上の成分をその表面上にコーティングしてもよい。そのような材料は、例え
ば、フィブロネクチン、コンドロイチン硫酸、コラーゲン、ラミニン、細胞付着
性タンパク、グロブリン、コンドロネクチン、表皮成長因子、菌タンパク質及び
/又はそれらの誘導体、それらの活性なフラグメント及び混合物である。フィブ
ロネクチン、表皮成長因子及び/又はそれらの誘導体、それらの活性フラグメン
ト及び混合物は、特に有役である。そのような表面コーティングは、場合により
、上に述べた表面改質法によって行うこともできる。本発明の架橋ポリマーは、
例えば、細胞への付着性、良好な生物学的安定性、及び沈積に対する抵抗性のよ
うな上述した多くの性質を合わせ有することができると有利である。
本発明の架橋ポリマーの機械的性質は、それを角膜インプラントとして使用す
るのに適しているが、その場合、この材料は、弾性率0.5〜10MPa を示すこ
とが好ましい。この範囲の弾性率は、角膜インプラントを眼の中に挿入するため
に、例えばバウマン薄膜の領域に挿入するために適切な可撓性を与える。
本発明のポリマーは、さらに例えば、細胞培養器具、例えば、容器、フラスコ
、シャーレのような細胞成長用基材として、さらには、有用なタンパク質や他の
細胞培養成分の調製のためのような、生物学的反応器に用いることができる。
次に示す例は、本発明の対象を説明するが、これにより、本発明は、これらの
例の範囲に限定されるものではない。量を表示した%は、特にことわりがない限
り、重量%である。温度は摂氏である。例1
平均分子量100,000g/mol を有するポリ(1,2−シンジオタクティッ
ク)ブタジエン(Polysciences Inc.製)を三ツ口フラスコ中に
導人した。窒素気流下、撹拌しながら50mlの無水ジメトキシエタン(DME)
をこれに加え、60℃で短時間加熱した。次に、これを室温(RT)まで冷却し
、1.1gの5mlの無水DME中のH−シロキサン(試作生成物1085、Gold
schmidt AG製)をゆっくりと加えた。それを40℃に加熱すると、約10分で均
一な溶液ができた。それをさらに室温まで冷却し、次に、この混合物中に1時間
、窒素ガスを通した。その後、40℃に加熱してかき混ぜながら、触媒である白
金−ジビニルテトラメチル−ジシロキサン(PC 072、ABCR)2滴を加えた。5分
間かき混ぜた後、この反応混合物を2枚のガラス板の間に注入し、1.0mm厚の
フィルムを調製した。このフィルムをガラス板中で窒素気流中、約60℃で16
時間放置した。次に、室温まで冷却し、ガラス板を除くと、高弾性率で光学的に
透明なフィルムが生成するが、これをエタノールで抽出し、次に、一定重量にな
るまで乾燥した。例2
例1と同様にして、2.2gのポリ(1,2−シンジオタクティック)−ブタ
ジエンと4.4gのH−シロキサン(試作生成物K-3272、Goldschmidt AG製)を
DME中で反応させた。この例のフィルムは、かなりもろいものであった。例3
1.1gの(ポリ−1,2−シンジオタクティック)−ブタジエンを40℃に
暖めながら、窒素気流中、20mlの無水THFに溶かした。このものに1.1g
のH−シロキサン(試作生成物1085、Goldschmidt AG製)を加え、この温度で1
0分間撹拌した。次に、反応混合物を室温まで冷却し、さらに1時間、窒素をこ
の溶液に通すことによって脱ガスを行った。これに触媒白金−ジビニルテトラメ
チル−ジシロキサン(PC 072、ABCR)
を2滴加え、5分間かき混ぜた。その後、1.0mm厚のフィルムになるように2
枚のガラス板の間に注入した。このフィルムをガラス板の間で窒素気流中、60
℃で16時間放置した。次に、室温まで冷却し、ガラス板を取り除き、得られた
フィルムをTHFで1度、イソプロパノールで2度抽出し、次に、一定重量にな
るまで乾燥した。例4
2.2gの(ポリ−1,2−シンジオタクティック)−ブタジエンを40℃で
窒素中、30mlのメチルシクロヘキサン(MCH)に溶かした。5mlのMCH中
の2gのH−シロキサン(試作生成物K-3272、Goldschmidt AG製)の溶液をゆっ
くりと加え、そして、5分間かき混ぜた。次に室温まで冷却し、30分間この溶
液に窒素を導入した。その後、1mlのMCH中の触媒白金−ジビニルテトラメチ
ル−ジシロキサン(PC 072、ABCR)3滴を加え、そして、かき混ぜながら3分間
50℃に加熱した。その後、反応混合物を2枚のガラス板の間に1.5mm厚のフ
ィルムができるように注入した。このフィルムをガラス板の間で窒素中で、60
℃で16時間放置した。次いで、室温に冷却し、ガラス板を除き、得られたフィ
ルムをTHFで抽出し、次に、一定重量になるまで乾燥した。例5
例4と同様にして、次の成分を用いてポリマーフィルムを調製した。次の成分
とは、すなわち、3.3gのポリ(1,2−シンジオタクティック)−ブタジエ
ン及び2.0gのH−シロキサン(試作生成物K-3272、Goldschmidt AG製)であ
る。例6
例4と同様にして、次に示す成分を用いてポリマーフィルムを調製した。すな
わち、3.0gのポリ(1,2−シンジオタクティック)−ブタ
ジエン及び2.0gのH−シロキサン(試作生成物1085、Goldschmidt AG製)で
ある。例7
7.0gの末端にヒドロキシル基を有するポリブタジエン(Polysciences Inc.
製、カタログ番号 06508、平均分子量約2,800)を窒素中、かき混ぜながら
9mlのMCHに溶かした。この溶液中に3.5gのH−シロキサン(試作生成物
1085、Goldschmidt AG製)を導入した。次に、30分間この溶液を通して窒
素を流した。これに、触媒である白金−ジビニルテトラメチル−ジシロキサン(
PC 072、ABCR)3滴を加え、さらに10分間かき混ぜた。この溶液の一部分を、
ポリプロピレン製のコンタクトレンズ用型(モールド)(直径21mm、中央部高
さ0.5mm)に充填し、ゆるく締まるポリプロピレン製ふたを閉めた。この型を
12時間窒素中で加熱した(60℃)。その後、型を開け、レンズを取り出し、
THF/アセトン(1:1)で抽出し、一定重量になるまで乾燥した。例8
例7と同様にして6gの末端にヒドロキシル基を有するポリブタジエン(Poly
sciences Inc.製、カタログ番号 06508)及び4.0gのH−シロキサン(試作
生成物1085、Goldschmidt AG製)から出発して、レンズを得た。
例で得られたポリマーの性質
例で得られたポリマーの性質
例9
例4と同様にして、ポリマーフィルムを調製し、2×1cmの大きさのその切片
を10分間、2.6gのN−ビニルピロリドン(NVP)、6.4gのメチルエ
チルケトン及び0.2gのイルガキューア(登録商標)184(光開始剤、Ciba
-Geigy製)を含む溶液中に浸した。次に、膨潤したフィルムを取り出し、メチル
エチルケトンを用いてすすぎ洗いを行い、フリース紙を用いて乾燥した。そのよ
うにして調製したフィルムを両面それぞれ2分ずつUV(2,000W)で照射し
た。次に、このフィルム
を12時間メチルエチルケトンで抽出し、その後、一定重量になるまで乾燥した
。
例10
例9と同様にして、例4で得られたポリマーフィルムを2.6gのジメチルア
クリルアミド(DMA)、4gのメチルエチルケトン及び0.2gのイルガキュ
ーア(登録商標)184(光開始剤、Ciba-Geigy製)を含む溶液で処理した。こ
れを例9と同様に10分間浸漬し、すすぎ洗いを行い、そしてUV照射した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Siloxane-containing crosslinked product
The present invention provides that many unsaturated carbon-carbon bonds remain, and in some cases at least
Also, a highly unsaturated polymer (a) grafted with a vinyl monomer and a terminal or
Is derived from a polymerization product of a polysiloxane (b) having a pendant hydrosilane group.
A crosslinked polymer; a method for producing a crosslinked polymer;
Molded articles, especially contact lenses, biomedical articles or persons, which may be wholly or essentially
Cornea; furthermore, the use of cross-linked polymers for coating the surface of compacts.
I do.
Polysiloxane- (meth) acrylate copolymers (for example,
Crosslinked) often causes phase separation. In particular, such materials are:
Due to its relatively high ester group content, it can be used in buffered saline solutions.
Often the stability is not sufficient for autoclaving. Furthermore, this
Such materials (eg, in tissue pieces (implants)) are not sufficient under physiological conditions.
It does not show any long-lasting stability and is particularly easily degraded by enzymes.
The aim of the present invention to solve these problems is to show excellent mechanical and optical properties
However, it is an object of the present invention to provide an oxygen-permeable material having no bond that can be easily cleaved. You
In addition to the properties mentioned in, such materials have good storage stability, good biological
No compatibility and good autoclavability in buffered saline solution
I have to.
The problem is that the unsaturated polymer (a) is crosslinked by the polysiloxane (b).
And optionally in the second optional step, the vinyl monomer
The problem was solved by graft copolymerization with a polymer.
The object of the present invention is therefore to provide unsaturated polymers (a) with hydrosilane groups.
A crosslinked product obtainable by the reaction of a polysiloxane (b) having
You.
The present invention further relates to the reaction of the crosslinked product with a hydrophilic or hydrophobic vinyl monomer.
Thus, the cross-linked product
Is the reaction between the unsaturated polymer (a) and the polysiloxane (b) containing a hydrosilane group.
Can be obtained by response.
Unsaturated polymers (a) are, for the purposes of the present invention, in particular of the formulas (I) and (II)
):
Where R1Represents hydrogen, alkyl or trialkyl-silyl;
RTwoIs unsubstituted or alkoxy, alkoxycarbonyl, hydroxy,
Alkyl substituted by droxycarbonyl, halogen or aryl
Represents, or is unsubstituted or alkoxy, alkoxycarbonyl, hydroxy
Represents alkenyl substituted by cyclocarbonyl, halogen or aryl
Or unsubstituted or alkoxy, alkoxycarbonyl, hydroxyca
Represents alkynyl substituted by rubonyl, halogen or aryl;Three
And RFourRepresents, independently of one another, hydrogen or alkyl, or RTwoas well as
RThreeTogether form-(CHTwo)q-(Where q means an integer of 3 to 5)
Or RTwoAnd RThreeTogether form formula (III):
(Wherein, r and s each independently represent an integer of 1 to 3)
Represents a divalent residue represented byThreeAnd RFourTogether form-(CHTwo)p− (
Wherein p represents an integer of 3 to 5);
n and m independently of one another represent an integer from 10 to 100,000;
, N and m also represent an integer of 10 to 100,000,
And a compound containing a repeating unit selected from the units represented by
The unsaturated polymer (a) having a repeating unit of the formula (I) and / or (II) is
Formally, the terminal is a group R1, RTwo, RThreeOr RFourIt is.
The radical R in the units of the formulas (I) and / or (II)1, RTwo, RThreeAnd RFourIs preferably
, At least 20% of all segments are at least one unsaturated carbon-carbon
It is selected to have a bond.
R1Is preferably hydrogen or lower alkyl having up to 8 carbon atoms,
More preferably, it is hydrogen or lower alkyl having up to 4 carbon atoms, more preferably.
Or hydrogen or lower alkyl having up to 2 carbon atoms, and especially water
Means hydrogen or methyl. More preferred R1Means tri-lower alkyl
And especially trimethylsilyl (especially R1Is bonded to the unit of formula (II)
).
RTwoIs preferably unsubstituted or lower alkyl, lower alkoxycarbonyl
, Substituted by hydroxycarbonyl, halogen or phenyl, 8
Lower alkenyl having the following carbon atoms; more preferably,
Unsubstituted or lower alkoxy, lower alkoxycarbonyl, hydroxycarboni
Having no more than 4 carbon atoms, substituted by halo, halogen or phenyl
Lower alkenyl; especially unsubstituted or substituted by halogen or phenyl
Lower alkenyl having up to 4 carbon atoms.
RTwoIs preferably unsubstituted or lower alkoxy, hydroxy, or halogen.
Or lower alkyl having up to 8 carbon atoms, substituted by phenyl
More preferably unsubstituted or lower alkoxy, halogen or phenyl;
Lower alkyl having up to 4 carbon atoms, substituted by
No more than 4 carbons, unsubstituted or substituted by halogen or phenyl
Represents a lower alkyl having an atom.
RThreeIs preferably hydrogen or lower alkyl having up to 8 carbon atoms,
More preferably, hydrogen or lower alkyl having up to 4 carbon atoms, more preferably.
Or hydrogen or lower alkyl having up to 2 carbon atoms, and especially water
Represents hydrogen or methyl.
RFourIs RThreeAnd independently of each other, have the same significance and significance of the preferred embodiments.
RTwoAnd RThreeAre together, in a preferred meaning,-(CHTwo)qRepresents-
Wherein q represents an integer of 3 to 4, and RTwoAnd RThreeIs particularly preferably trimethylene
Represents
RTwoAnd RThreeAre also preferably together, of the formula (III):
(Wherein, r represents an integer of 1 to 3, and s represents 2)
Represents a divalent group represented by
RThreeAnd RFourAre together, in a preferred meaning,-(CHTwo)pRepresents-
, Where p represents an integer of 3 to 4. RThreeAnd RFourRepresents, in particular, trimethylene.
Preferred meanings of n and m are, independently of one another, an integer from 10 to 100,000;
More preferably an integer from 20 to 10,000, and especially an integer from 25 to 1,000.
You. The sum of these indices m and n is likewise preferably between 10 and 100,00
0, more preferably 20 to 10,000, and particularly preferably 25 to 1,000.
Represents an integer of 0.
Preferred unsaturated polymers (a) are those selected from units of the formulas (I) and (II)
A compound containing a repeating unit, wherein R1, RThreeAnd RFourRepresents hydrogen, and
And RTwoRepresents lower alkenyl or lower alkenyl substituted with halogen
I do.
Preferred unsaturated polymer (a) is a repeating unit selected from formulas (I) and (II).
Is a compound containing the position1, RThreeAnd RFourRepresents hydrogen, and RTwoIs four
Represents a lower alkenyl having the following carbon atoms:
Preferred unsaturated polymers (a) are compounds containing repeating units of the formula (I)
Where R1, RThreeAnd RFourRepresents hydrogen, and RTwoHas no more than 4 carbon atoms
Represents lower alkenyl.
Preferred unsaturated polymer (a) is a compound having a repeating unit of the formula (II)
Where R1Represents tri-lower alkylsilyl, RTwoRepresents lower alkyl
You.
Preferred unsaturated polymers (a) comprise alternating repeating units of the formulas (I) and (II)
Where R is1, RThreeAnd RFourRepresents hydrogen,
RTwoRepresents lower alkyl or lower alkenyl having 4 or less carbon atoms.
You.
The unsaturated polymer (a) is substituted by, for example, halogen or lower alkyl.
Polymers of aliphatic conjugated dienes or alicyclic conjugated dienes; unsubstituted or lower
Alkyne or diall substituted by alkyl or trimethylsilyl
Kin polymers; copolymerization of conjugated dienes with hydrophilic or hydrophobic vinyl monomers
Isomers; furthermore, partially hydrogenated derivatives of the above compounds.
Examples of preferred polymers of conjugated dienes include cis-, trans-, iso- or syndi.
Tactic poly-1,2-butadiene, poly-1,4-butadiene or polybutadiene
Lysoprene; polypentenamer; polychloroprene; polypiperylene;
Examples of copolymers include butadiene or isoprene and acrylonitrile, styrene,
Hydrophilic or hydrophobic vinyls such as crylic acid or hydroxyethyl methacrylate
A copolymer with a monomer, and an example of polyalkyne is poly-1-trimethylsilyl.
Lupropine.
More preferred unsaturated polymers (a) are syndiotactic poly-1,2
Selected from butadiene, poly-1,4-butanediene and polyisoprene.
More preferred unsaturated polymers (a) are poly-1-trimethylsilyl loopropi
It is.
Among the polysiloxanes (b) containing hydrosilane groups, within the scope of the present invention
Preferred is a polysiloxane represented by the following formula (IV).
In the formula, the index x is from 1 to 1,000, preferably from 1 to 500, particularly from 1 to 200.
The number is preferably from 1 to 100, and particularly preferably from 2 to 85.
Group RFive, R6And R7Are independently of each other hydrogen, alkyl, alkoxy,
Represents a phenyl or a fluorine-containing lower alkyl, provided that in the compound of formula (IV)
, Group RFive, R6And R7At least two means hydrogen.
Preferably, in the compound of formula (IV), the group RFive, R6And R7At most about 2
0% is hydrogen.
Group RFive, R6And R7With respect to, the following conditions must be satisfied. Sand
At least two, but preferably all, of the radicals RFive, R6Passing
And R7Less than about 20% means hydrogen. Particularly preferred conditions
Represents all groups RFive, R6And R7Means less than about 15% of hydrogen
It is. Particularly preferred conditions are the groups RFive, R6And R7Exactly two of means hydrogen
That is, Preferably, both groups R7Is hydrogen.
Preferred combinations of these significances, where two silicon-hydrogen bonds are located at the end
Is as follows: group RFiveAnd R6Is preferably an alkyl or fluorine-containing lower amine.
Alkyl or phenyl, especially lower alkyl such as methyl or ethyl, or phenyl.
Enyl. Especially the group RFiveAnd R6Are preferred as carbon sources
And a lower alkyl group having a substituent, such as methyl. Group R7Is hydrogen
Represents Group RFive, R6And R7
However, the compound of formula (IV) having these significances is an α, ω-2 hydrogen polysiloxane
It is.
Another of these significance is that the silicon-hydrogen bond is not necessarily located at the end.
One preferred combination is the following: group RFive, R6And R7Is hydrogen,
Lower alkyl, alkyl or phenyl, especially hydrogen, methyl or ethyl
Lower alkyl or phenyl, provided that the group RFive, R6And R7Horse
At least two, preferably a group RFive, R6And R7Up to 20% of hydrogen
To taste.
Unsaturated polymer (a) and polysiloxane containing the above-mentioned hydrosilane group (b)
Is reacted in the presence or absence of a solvent, advantageously in the presence of a catalyst.
This is hereinafter referred to as crosslinking.
Advantageously, use is made of a solvent which is largely inert, ie does not participate in the reaction.
. Examples of suitable solvents are tetrahydrofuran (THF), dimethoxyethane,
Ethers such as tylene glycol dimethyl ether or dioxane;
Halogenated hydrocarbons such as chloroform or chlorobenzene, toluene, hexane
Hydrocarbons such as sun or methylcyclohexane or mixtures of these solvents
It is. The amount of the solvent to be added is preferably such that the concentration of the solution is 1 to 60% (weight / volume).
%), Preferably 20 to 60%, more preferably 5 to 50%.
In this case, the added weight is related to the amount of reactant added.
Crosslinking reaction between unsaturated polymer (a) and polysiloxane (b) (ie weighting
Addition reaction), that is, as a catalyst for the hydrosilylation reaction, in particular, platinum complex and
Rhodium complexes or salts of these metals (eg HTwoPtCl6, PtClFourOr
Platinum-divinyltetramethyldisiloxane); furthermore, for example, dibenzoyl
Peroxy such as peroxide
Sid; or an energy beam such as UV-light having an appropriate wavelength is suitable
. The amount of catalyst added in the case of a liquid catalyst is 0.0001 to 1% by volume, preferably 0.0
It is in the range of 0.1 to 0.1% by volume. For solid catalysts, the above numerical range is weight
%.
The reactants, namely the unsaturated polymer (a) and the polysiloxane (b) are typically
In particular, the crosslinked products obtained therefrom are preferably 30 to 80% by weight, in particular
It is preferably added in a weight ratio so as to show a polysiloxane content of 40 to 70% by weight.
Is done.
The temperature of the crosslinking reaction can be, for example, −30 to 150 ° C. 10-1
A range of 00 ° C. is a preferred temperature range. A more preferred temperature range is room temperature (R
T). Reaction times range from about 5 minutes to 48 hours, preferably from about 0.
It is in the range of 5-12 hours. If necessary, use argon or nitrogen as a protective gas.
The reaction is performed under an atmosphere.
The end point of the reaction is determined by infrared (IR) absorption measurement of Si—H vibration.
It is appropriate. When the band of Si-H disappears in the IR spectrum,
The cross-linking reaction (polyaddition reaction) is approaching the end point.
Reaction of polysiloxane (b) containing hydrosilane group with unsaturated polymer (a)
The vinyl monomer grafted to the crosslinked product obtained by
Or hydrophobic. This reaction is called graft copolymerization.
Graft copolymerization usually involves the addition of a radical former (ie, a radical initiator).
Induced by addition. Examples of such radical formers include azobisiso
Butyronitrile (AIBN), potassium peroxodisulfate, dibenzoy
Luperoxide, hydrogen peroxide or sodium percarbonate. An example
For example, heating the above components can cause decomposition.
This generates radicals, which usually cause a graft copolymerization reaction. Added
The amount of the radical former is usually from about 0.001 to 5 based on the total amount of the polymer.
% By weight, preferably in the range of about 0.01 to 2% by weight, particularly preferably in the range of about
It is in the range of 0.05 to 1% by weight.
The graft copolymerization reaction is carried out, in particular, with a suitable photoinitiator (eg Darocure).
ure) 2959, Darocure 1171 or il
By adding Irgacure (registered trademark) 184), for example,
It can be induced even by using high energy such as UV-light of a different wavelength. Addition
The amount of photoinitiator used is usually from about 0.001 to 10 based on the total amount of polymer.
% By weight, preferably in the range of about 0.01 to 5% by weight, particularly preferably about 0.
In the range of 0.5 to 2% by weight.
The graft copolymerization reaction can be performed in the presence or absence of a solvent.
Essentially any solvent that dissolves the monomers used is suitable.
However, for example, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, N-methylpyrrolidone
Aprotic polar solvents such as (NMP) or dimethylacetamide;
Ketones such as methyl ethyl ketone or cyclohexanone;
F, ethers such as dimethoxyethane or dioxane; for example, toluene
Or a mixture of hydrocarbons such as cyclohexane, or even a suitable solvent, e.g.
For example, a mixture of THF and methyl ethyl ketone or a mixture of NMP and cyclohexanone
Things can be mentioned. The solution containing the vinylic monomer for grafting is
Usually, it is set in the range of 10 to 70%, preferably 20 to 60% (weight / volume).
However, the weight is related to the amount of monomer added. If no solvent is present
For example, a vinyl monomer is ideally used for graft copolymerization.
It can function as a solvent used in the reaction.
In addition, the crosslinked product to be grafted with a vinyl monomer is, for example, vinyl.
In a solution containing a functional monomer, for example, swollen for 2 to 15 minutes, the solution is removed
And then using thermal or high energy radiation according to the method described below.
And graft copolymerized.
The graft copolymerization reaction is performed at various temperatures, but is preferably performed at 0 to 150 ° C.
The reaction is performed in a temperature range, more preferably in a range of 20 to 100 ° C. The reaction time
It is usually in the range from about 5 minutes to about 12 hours, preferably in the range from 0.5 to 4 hours. necessary
The reaction is performed under an atmosphere of argon or nitrogen as a protective gas according to the above.
When the graft copolymerization reaction is performed under the action of high energy rays,
Usually, using UV-light of an appropriate wavelength, usually at room temperature, usually for about 2 to 10 minutes (
Light irradiation is performed (e.g., using a 2,000 watt UV high pressure lamp). necessary
In such a case, the reaction is performed under an atmosphere of argon or nitrogen as a protective gas.
The amount to which the vinylic monomer is grafted typically depends on the properties of the crosslinked product on the one hand.
Related to the quality, on the other hand to the vinylic monomers. The crosslinked product is generally more
If there are many unsaturated carbon-carbon bonds, usually more vinylic
Monomers are grafted. Further factors are, for example, the substrate side, or
It is also a steric hindrance on the side of the vinylic monomer.
Is grafted.
The vinyl monomer grafted to the crosslinked product (primary polymer) is
Which partially or completely penetrate the crosslinked product
Alternatively, a grafted layer is formed. Graft poly
Thickness of the mer layer, which is usually controlled by the time of the graft copolymerization reaction
) Is generally in the range from 1 to 200 µm, in the range from 1 to 150 µm, particularly preferably 1 to 200 µm.
100100 μm.
The quantitative ratio of primary polymer to secondary polymer can vary over a wide range.
It is possible, but preferably in the range from 10:90 to 90: 10% by weight.
If the hydrophilic vinylic monomer is a grafted secondary polymer,
The amount of vinylic monomer is preferably the final product, i.e., the graft copolymer.
The amount is, for example, preferably not more than 50% by weight, particularly preferably
Or 15 to 35% by weight.
Hydrophobic vinylic monomers are water-insoluble and can absorb less than 10% by weight of water
A monomer that gives no polymer as a homopolymer.
Similarly, a hydrophilic vinylic monomer is typically a water-soluble, at least one
Monomer which gives a polymer capable of absorbing water of 0% by weight or more as a homopolymer
Means
Suitable hydrophobic vinylic monomers are not necessarily limited to these
But C1-C18-Alkyl- and CThree-C18-Cycloalkyl acrylate and-
Methacrylate, CThree-C18-Alkylacrylamide and -methacrylamide
, Acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl-C1-C18-Arcanoe
G, CTwo-C18-Alkene, CTwo-C18-Haloalkene, styrene, lower alkyl
Styrene, lower alkyl vinyl ether, CTwo-CTenPerfluoroalkyl-a
Acrylates and -methacrylates or the corresponding partially fluorinated acryla
And methacrylate, CThree-C12-Perfluoroalkyl-ethyl-thioca
Rubonil
Aminoethyl acrylate and -methacrylate, acryloxy- and meth
Acryloxy-alkylsiloxane, N-vinylcarbazole, maleic acid,
C such as malic acid, itaconic acid and mesaconic acid1-C12-Including alkyl esters.
Preferred examples include, for example, acrylonitrile, having 3-5 carbon atoms,
C of vinylic unsaturated carboxylic acid1-CFour-Alkyl esters or up to 5 carbon atoms
And a vinyl ester of a carboxylic acid.
Examples of suitable hydrophobic vinylic monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate
, Propyl acrylate, isopropyl acrylate, cyclohexyl acrylate
Acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl
Methacrylate, propyl methacrylate, butyl acrylate, vinyl acetate
Salt, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl valerate, styrene
, Chloroprene, isoprene, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylonitrile
, 1-butene, butadiene, methacrylonitrile, vinyltoluene, vinylethyl
Ether, perfluorohexylethylthiocarbonylaminoethyl methacrylate
Rate, isobornyl methacrylate, trifluoroethyl methacrylate,
Xafluoroisopropyl methacrylate, hexafluorobutyl methacrylate
G, tris-trimethylsilyloxy-silylpropyl-methacrylate, 3-
Methacryloxypropyl pentamethyldisiloxane and bis (methacryloxy
Propyl) -tetramethyldisiloxane and the like.
An example of a preferred hydrophobic vinylic monomer is tris-trimethylsilyloxysilicone.
Rylpropyl methacrylate, methyl methacrylate, trifluoroethyl meth
Acrylate and hexafluoroisopropyl methacrylate.
Suitable hydrophilic vinylic monomers are not necessarily limited to these
But a lower alkyl acrylate substituted by hydroxy and -meth
Acrylate, acrylamide, methacrylamide, lower alkyl acrylamide
And methacrylamides, ethoxylated acrylates and methacrylates
, Lower alkyl acrylamide and methacryla substituted by hydroxy
Midyl, lower alkyl vinyl ether substituted by hydroxy, sodium
Vinyl sulfonate, sodium styrene sulfonate, 2-acrylamide-
2-methylpropanesulfonic acid, N-vinylpyrrole, N-vinyl-2-pyrroli
Don, 2- and 4-vinylpyridine, vinyl having 3 to 5 carbon atoms in total
Unsaturated carboxylic acids, amino-lower alkyl- (where "amino" means
Mono-lower alkylamino-lower alkyl- and di-lower
Lower alkylamino-lower alkyl acrylate and -methacrylate, allyl
Includes information such as rucol. Preferred examples include N-vinyl-2-pyrrolidone,
Acrylamide, methacrylamide, lower alkyl substituted by hydroxy
(Meth) acrylate, lower alkyl acryl substituted by hydroxy
Amides and -methacrylamides and vinyls having a total of 3 to 5 carbon atoms
Unsaturated carboxylic acids.
Examples of suitable hydrophilic vinylic monomers include hydroxyethyl methacrylate
G, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, ammonium
N-methyl methacrylate-hydrochloride, acrylamide, methacrylamide, N
, N-dimethylacrylamide, N- (meth) acryloylmorpholine, allyl
Alcohol, vinyl pyridine, glycerin methacrylate, N- (1,1-dimethyl
Tyl-3-oxobutyl) acrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone,
TA) Acrylic acid, methacrylic acid
And the like.
Preferred hydrophilic vinylic monomers are N, N-dimethylacrylamide, N-
Vinyl-2-pyrrolidone, glycerin methacrylate, (meth) acrylic acid and
N- (meth) acryloylmorpholine.
The crosslinked polymer is, as mentioned above,
Unless otherwise stated, the cross-linked products and graphs
(G) copolymer.
In a preferred meaning, crosslinked polymer means a graft copolymer.
Alkyl has up to 20 carbon atoms and is linear,
It may be branched. Alkyl is lower alkyl having up to 8 carbon atoms
Are more preferable, and more preferably those having 4 or less carbon atoms.
Preferably they have two or fewer carbon atoms. A good example is dodecyl
Octyl, hexyl, pentyl, butyl, propyl, ethyl, methyl, 2-p
Examples include ropyl, 2-butyl or 3-pentyl.
Aryl is unsubstituted or, preferably, lower alkyl or lower alkoxy.
Thus, optionally substituted, carbocyclic aromatization having up to 20 carbon atoms
Means compound. For example, phenyl, toluyl, xylyl, methoxyphenyl,
t-butoxyphenyl, naphthyl or phenanthryl.
The meaning of “lower” in the context of the present invention, in relation to groups and compounds, is
Unless otherwise defined, especially up to 8 carbon atoms, preferably 6
A group or compound having the following carbon atoms, particularly preferably 4 or less carbon atoms.
To taste.
The fluorine-containing lower alkyl is partially or completely substituted by fluorine,
A straight or branched lower alkyl group having 8 or less carbon atoms is meant. As an example
Is trifluoromethyl, difluoromethyl, hexafluoropropyl or 1,
1,1-trifluoropropyl is mentioned.
Alkenyl has 2 to 20 carbon atoms and may be straight-chain or branched.
You may. Alkenyl is in particular 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms.
An atom, particularly preferably a lower alkenyl having 2 to 4 carbon atoms.
You. Examples of alkenyl include vinyl, allyl, 1-propen-2-yl, 1-
Buten-2- or -3- or -4-yl, 2-buten-3-yl, or
Pentenyl, hexenyl or octenyl isomers are mentioned.
Alkynyl has 2 to 20 carbon atoms and may be straight-chain or branched.
Is also good. Alkynyl especially has 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms.
A lower alkynyl having atoms, particularly preferably 2 to 4 carbon atoms, is meant.
Examples of alkynyl include ethynyl, propargyl, 1-butyn-1-, 3-
Or -4-yl, or an isomer of pentynyl, hexynyl or octynyl
No.
Halogen particularly means fluorine, chlorine, bromine or iodine, but is preferably
Fluorine, chlorine and bromine, particularly preferably fluorine and chlorine.
Alkoxy has up to 20 carbon atoms and preferably is lower alkoxy.
means. Lower alkoxy has up to 8 carbon atoms, preferably up to 6 carbon atoms.
Having, for example, methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy,
tert-butoxy or hexyloxy.
Trialkylsilyls have three alkyl ligands independently of each other
Means Cyril. Trialkylsilyl is preferably tri-lower alkylsilyl.
Lil. Examples of tri-lower alkylsilyl are t-butyl-dimethylsilyl.
Hexyl-dimethylsilyl or trimethylsilyl.
The present invention further relates to a method for producing the crosslinked polymer of the present invention. Unsaturated polymer
(A) e.g. polybutadiene with e.g. polysiloxane dihydride, e.g.
Mix at a ratio of 1: 1 or 2: 1 (in this case, usually an appropriate solvent is used.
Do). The resulting mixture is then preferably degassed, usually with the addition of a suitable catalyst,
The mold is filled, preferably in the presence of a protective gas, for example a mold for contact lenses.
You. Close the mold and heat at 20-100 ° C., typically for 0.5-12 hours,
Include all H-Si, which can be determined by IR-spectral measurements
Heat until the reaction of the group is complete. Finally, the crosslinked molded body is taken out.
Moldings containing this crosslinked product (primary product as described above) are typically
In the second step, graft copolymerization can be performed in the second step. For example,
Do it. The molded body contains a vinyl monomer and, if necessary, a graft copolymerization catalyst.
And swelled, for example, for 10 minutes. The molded body swollen in this way is
Usually removed from the solution and finally heated, typically in the presence of a protective gas
Have an appropriate wavelength, instead of, or in addition to, this method
Irradiate with UV-light.
Alternatively, the two reaction steps can be performed in reverse order. That is,
For example, the following is performed. First, the vinyl monomer is converted into the unsaturated polymer (a),
Typically, the grafting is performed under the graft copolymerization reaction conditions described above, and then the second stage
In the floor, crosslinking is carried out by the polysiloxane (b) containing hydrosilane groups.
The reaction is usually the hydrosilylation reaction described above.
Performed under crosslinking conditions.
The polymers according to the invention can be prepared in a manner known per se by moldings, in particular contact lenses
Process, for example, by crosslinking the polymer in a suitable contact lens mold.
U. The subject of the present invention is therefore substantially or completely the crosslinked products of the present invention,
In particular, the present invention relates to a molded article made of a graft polymer, particularly to a contact lens. Book
Examples of further moldings other than the contact lenses of the invention include biomedical articles or
Special ophthalmic moldings (eg artificial corneas, intraocular lenses, eye patches),
Molded products such as heart valves (valvular membrane), artificial arteries, etc.
Film, film or membrane (eg, diffusion control for information storage, light
Forming foil) or photoresist material (eg, etching resist or silk screen)
Screen resist), as well as granules (especially fine particles), capsules (especially,
Microcapsules), films and plasters for drug delivery systems
-.
Contact lenses, particularly those containing the crosslinked polymers of the present invention, are available in a variety of very
Shows excellent properties. Among these properties, for example, its superiority with human cornea
Compatibility (in some cases, appropriate surface treatment (eg, hydrophilization by plasma))
) And excellent compatibility with tears, but this is
Based on the moisture content, oxygen permeability, and mechanical and adsorption properties.
The various salts, nutrients, water and various other components in the tears, and the gas (C
OTwo, OTwoDue to the favorable permeability to
Little or no impairment of the natural metabolic processes in the membrane
No. Unlike many conventional siloxane-containing contact lenses, the crosslinked
A lens containing a polymer as a substantial constituent material
The particles exhibit high shape retention (shape resistance) and excellent storage stability.
A further object of the invention is a shaped body, in particular substantially or entirely,
A contact lens comprising the product or the graft polymer of the present invention.
A further object is that the water content is in particular in the range from 15 to 30% by weight, substantially
Or a contact lens comprising the graft copolymer of the present invention.
.
A contact according to the invention having an excellent moisture content in the range of 15-30% by weight
The lenses also exhibit high water permeability and also advantageous mobility on the eye.
A further object of the present invention is a flexible gas permeable (RGP)
A) a contact lens is important, and the contact lens consists essentially of the crosslinked polymer of the present invention;
Related to tact lens.
All the advantages mentioned above are of course not only for contact lenses, but also for other inventions.
The same applies to molded articles.
Further objects of the invention are substrates, such as, for example, glass, ceramic or metal.
, Preferably for the use of the crosslinked polymers of the invention for coating polymer substrates.
You. Examples of these include, for example, contact lenses, intraocular lenses or ocular patches.
Ophthalmologically used products, such as surgical or pharmaceutical systems, medical
Application for product coatings that can be used in general, but in this case the last mentioned
In some cases (ophthalmological applications), hydrophilic coatings are preferred.
The crosslinked polymer of the present invention may also be used as a corneal implant or artificial cornea.
In vivo and in vitro animal cells
As a material for fixing and culturing cells, for example, insertable
For cosmetic implants, such as semi-permeable corneal material, medical implants
Woven implants, including cells that secrete hormones such as pancreatic-islet cells
As an implant, as a thoracic implant or as a prosthesis and the like
Suitable as a.
The subject of the present invention is therefore the corneal implants obtained from the crosslinked polymers described above.
About Runt. The corneal implants described above were first used for the preparation of contact lenses.
It can be prepared by the same method as described above. Corneal implant
By conventional surgical methods, e.g., below, inside, or
Is across the epithelial tissue, or alternatively, between the corneal stroma or other corneas
It can be implanted in a tissue layer. Such implants, for example,
Meaning to correct the deficiency or alter the appearance of the eye, such as the color of the pupil
Here, the optical characteristics of the cornea can be changed. The corneal implant is transferred
Planting covers the pupil, covers the area on the optical axis that adjusts vision, and furthermore,
It also covers the area surrounding the axis. This implant covers the entire area
And have similar visual characteristics.
High molecular weight components of tissue fluids, such as growth factors, peptides, hormones or proteins
(These are the essential metal ions through corneal implants, especially epithelial cells.
And also play an important role in the transport of stromal cells, and even
The penetration of proteins or glycoproteins outside the corneal implant
And that it is important to the survival of the tissue inside and to the viability of the tissue
I understood. The corneal implant is therefore preferably 100,000 daltons.
Sufficient permeability for the passage of fluid components of tissues with molecular weights greater than
In this case, the passage of the components of the tissue fluid is guaranteed, and the
On both sides of the runt
Low molecular weight between cells, such as glucose, fat or amino acids or air
It also guarantees the passage of nutrients.
The permeability of this corneal implant depends on the polymer material from which it is manufactured.
While provided, pores are also formed in the crosslinked polymers of the present invention.
That is, it is formed by many known methods. They are, for example, WO90
/ 07575, WO91 / 07687, U.S. Patent Nos. 5,244,799, 5
238,613, 4,799,931 or 5,213,721
It is described in the book.
Regardless of how the required permeability of the implant of the invention is obtained,
Implants of up to 10,000 or more than 10,000 daltons,
For example, a protein having a molecular weight of 10,000 to 1,000,000 daltons,
Preferably, it has sufficient permeability to allow the passage of other biological macromolecules,
However, its permeability is such that all cells can pass and
Be large enough to penetrate the area on the optical axis of the
No. If the permeability of the implant is achieved by pores, the area on the optical axis
Contains many pores, the number of which is not particularly limited.
Free passage of tissue components between the external and internal areas of the tissue
No. Pores present in the region of the optical axis are preferably problematic for vision correction
There should be no visible light scattering. The meaning of pores, as described above,
Or, as described below, there is no physical shrinkage, regular or irregular
A pore that shows a regular morphology (morphology). The size of the pores
It does not mean that the holes show the same diameter, but rather the average diameter.
In areas outside the optical axis, the corneal implant is
It can have the same transparency as in the region. These around the implant
The area of (i.e., surrounding the area of the optical axis) also
In contrast to the area of the optical axis, it promotes the growth of corneal cells,
Thus, anchoring of the implant occurs in the eye.
The permeability of this skirt is unique to the material from which this skirt is made
It is also a characteristic. When this skirt is made of the same material as the material on the optical axis
On the one hand, on the skirt, and on the other, on the optical axis, of different diameters.
Holes can be formed. On the other hand, this skirt is different from the material on the optical axis.
May be prepared from other materials, but in this case, as mentioned above,
The transmittance of the port should be greater than that on the optical axis. This skirt
Is preferably made of a polymer that is optically transparent, just as on the optical axis.
However, this skirt may be made of an optically opaque material
Alternatively, it may be made of a workable material that is not optically transparent.
The crosslinked polymers of the present invention can be used, for example, in muscle endothelial cells, fibroplasts or bone.
Can promote the colonization of cells formed therein, in which case cell adhesion and
It is not necessary that certain surface features be present to stimulate cell growth. place
It would be advantageous if processing costs could be reduced. On the other hand, the crosslinked polymer of the present invention
The surface can be modified by known facts. Known facts are examples
For example, plasma treatment of the surface by electromagnetic glow discharge is used.
Are described in US 4,919,659 or WO 89/00220.
Alternatively, it is performed by irradiation or chemical treatment.
The crosslinked polymer of the present invention may be used, for example, to promote tissue growth.
More components may be coated on the surface. Such materials, for example,
For example, fibronectin, chondroitin sulfate, collagen, laminin, cell adhesion
Protein, globulin, chondronectin, epidermal growth factor, bacterial protein and
And / or their derivatives, active fragments and mixtures thereof. Five
Lonectin, epidermal growth factor and / or derivatives thereof, active fragments thereof
And mixtures are particularly useful. Such surface coatings may
It can also be performed by the surface modification method described above. The crosslinked polymer of the present invention,
For example, cell adhesion, good biological stability, and resistance to sedimentation.
Advantageously, it can have many of the properties described above.
The mechanical properties of the crosslinked polymer of the present invention make it useful as a corneal implant.
The material should exhibit a modulus of elasticity of 0.5 to 10 MPa.
Is preferred. This range of elasticity is necessary to insert the corneal implant into the eye.
To provide suitable flexibility, for example, for insertion into the area of the Bauman membrane.
The polymer of the present invention may further comprise, for example, a cell culture device, such as a container or a flask.
, As a substrate for cell growth such as petri dishes, and even useful proteins and other
It can be used in biological reactors, such as for the preparation of cell culture components.
The following examples illustrate the subject of the present invention, whereby the present invention
It is not limited to the scope of the examples. The percentages that indicate the amount are unless otherwise specified.
% By weight. Temperature is in degrees Celsius.Example 1
Poly (1,2-syndiotactic) having an average molecular weight of 100,000 g / mol
H) Butadiene (Polysciences Inc.) in a three-necked flask
Leader. 50 ml of anhydrous dimethoxyethane (DME) with stirring under a stream of nitrogen
Was added thereto and heated at 60 ° C. for a short time. Then it is cooled to room temperature (RT)
H-siloxane in 1.1 g of 5 ml of anhydrous DME (prototype product 1085, Gold
schmidt AG) was added slowly. When it is heated to 40 ° C, it is averaged in about 10 minutes.
A complete solution was produced. It is further cooled to room temperature and then left in this mixture for 1 hour
And nitrogen gas was passed. Then, the mixture was heated to 40 ° C and stirred, while the white catalyst
Two drops of gold-divinyltetramethyl-disiloxane (PC 072, ABCR) were added. 5 minutes
After stirring, the reaction mixture was poured between two glass plates and a 1.0 mm thick
A film was prepared. This film is placed in a glass plate under a nitrogen stream at about 60 ° C. for 16 hours.
Left for hours. Next, after cooling to room temperature and removing the glass plate,
A clear film forms, which is extracted with ethanol and then brought to constant weight.
Dried.Example 2
2.2 g of poly (1,2-syndiotactic) -pig as in Example 1
Diene and 4.4 g of H-siloxane (prototype K-3272, manufactured by Goldschmidt AG)
Reacted in DME. The film in this example was rather brittle.Example 3
1.1 g of (poly-1,2-syndiotactic) -butadiene at 40 ° C.
With warming, it was dissolved in 20 ml of anhydrous THF under a stream of nitrogen. 1.1g to this
H-siloxane (prototype product 1085, manufactured by Goldschmidt AG) was added at this temperature.
Stirred for 0 minutes. The reaction mixture is then cooled to room temperature and purged with nitrogen for another hour.
Degassed by passing through a solution of The catalyst platinum-divinyltetrame
Cyl-disiloxane (PC 072, ABCR)
Was added and stirred for 5 minutes. Then, 2
It was poured between two glass plates. This film is placed between glass plates in a stream of nitrogen for 60 hours.
Leave at 16 ° C. for 16 hours. Next, it cooled to room temperature, removed the glass plate, and obtained
The film was extracted once with THF and twice with isopropanol, then brought to constant weight.
Dried.Example 4
2.2 g of (poly-1,2-syndiotactic) -butadiene at 40 ° C.
Dissolved in 30 ml of methylcyclohexane (MCH) in nitrogen. In 5 ml of MCH
Of 2 g of H-siloxane (prototype K-3272, manufactured by Goldschmidt AG)
Add the ingredients and stir for 5 minutes. Then cool to room temperature and dissolve for 30 minutes.
Nitrogen was introduced into the liquid. Then the catalyst platinum-divinyltetramethylate in 1 ml MCH
Add 3 drops of rudisiloxane (PC 072, ABCR) and stir for 3 minutes
Heated to 50 ° C. Thereafter, the reaction mixture was placed between two glass plates with a 1.5 mm thick filter.
The film was injected to make it possible. The film is placed between glass plates in nitrogen for 60 hours.
Leave at 16 ° C. for 16 hours. Then, the mixture was cooled to room temperature, and the glass plate was removed.
The rum was extracted with THF and then dried to constant weight.Example 5
In the same manner as in Example 4, a polymer film was prepared using the following components. Next ingredient
Means 3.3 g of poly (1,2-syndiotactic) -butadiene
And 2.0 g of H-siloxane (prototype product K-3272, manufactured by Goldschmidt AG)
You.Example 6
In the same manner as in Example 4, a polymer film was prepared using the following components. sand
That is, 3.0 g of poly (1,2-syndiotactic) -pig
With diene and 2.0 g of H-siloxane (prototype product 1085, from Goldschmidt AG)
is there.Example 7
7.0 g of hydroxyl-terminated polybutadiene (Polysciences Inc.
Catalog No. 06508, average molecular weight about 2,800) in nitrogen while stirring
Dissolved in 9 ml of MCH. 3.5 g of H-siloxane (prototype product)
1085, manufactured by Goldschmidt AG). Next, the solution was allowed to flow through the solution for 30 minutes.
I washed away. The catalyst, platinum-divinyltetramethyl-disiloxane (
(PC 072, ABCR) 3 drops were added and stirred for another 10 minutes. A portion of this solution is
Polypropylene contact lens mold (mold) (diameter 21 mm, center height)
0.5 mm) and a loosely closed polypropylene lid was closed. This type
Heated (60 ° C.) in nitrogen for 12 hours. After that, open the mold, take out the lens,
Extracted with THF / acetone (1: 1) and dried to constant weight.Example 8
6 g of hydroxyl-terminated polybutadiene (Polybutadiene)
sciences Inc. Catalog No. 06508) and 4.0 g of H-siloxane (prototype)
Starting from product 1085 (Goldschmidt AG), the lenses were obtained.
Properties of the polymers obtained in the examples
Properties of the polymers obtained in the examples
Example 9
A polymer film was prepared as in Example 4 and its section measuring 2 × 1 cm.
For 10 minutes, 2.6 g of N-vinylpyrrolidone (NVP), 6.4 g of methyl ether
Tyrketone and 0.2 g of Irgacure® 184 (photoinitiator, Ciba
-Geigy). Next, remove the swollen film and add methyl
Rinsing was performed using ethyl ketone and drying was performed using fleece paper. That's it
Irradiate the prepared film with UV (2,000W) for 2 minutes on each side.
Was. Next, this film
Was extracted with methyl ethyl ketone for 12 hours and then dried to constant weight
.
Example 10
In the same manner as in Example 9, 2.6 g of the dimethylamine was added to the polymer film obtained in Example 4.
Kurylamide (DMA), 4 g of methyl ethyl ketone and 0.2 g of Irgacu
184 (Photoinitiator, from Ciba-Geigy). This
This was soaked for 10 minutes as in Example 9 and rinsed.IAnd UV irradiation.
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